JPH0513919B2 - - Google Patents

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JPH0513919B2
JPH0513919B2 JP62185277A JP18527787A JPH0513919B2 JP H0513919 B2 JPH0513919 B2 JP H0513919B2 JP 62185277 A JP62185277 A JP 62185277A JP 18527787 A JP18527787 A JP 18527787A JP H0513919 B2 JPH0513919 B2 JP H0513919B2
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Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は、無水硫化ナトリウム単結晶の製造法
に関する。 従来の技術及びその問題点 近年、エンジニアリングプラスチツク等の材料
として、高純度であり、且つ取り扱いの容易な
Na2Sが要求されている。しかしながら、一般に
市販されているNa2Sは、水分を40%程度、不純
物を2%程度含むものであり、純度が低いことに
加えて、潮解性が強く、空気中で酸化されやすい
という欠点がある。 従来、Na2Sの製造法としては、水溶液から
Na2Sの結晶を析出させる方法が知られている。
しかしながら、水溶液からの晶析によつて形成さ
れるNa2Sとしては、Na2S・9H2O,Na2S・
6H2O,Na2S・5.5H2O,Na2S・5H2O,Na2
S・H2O等の各種の水和物が知らせているだけ
であり(Mellors,Comprehensive Treatise on
Inorganic and Theoretical Chemistry,Vol
,part,pp.621〜629;同Supplement ,
part,pp.980〜989;Seidel,Solubilities,
Inorganic and Metal−Organic Compounds
Vol,pp.1113;特公昭50−3760)、無水Na2
を溶液から直接得る方法は知られていない。 一方、こん様なNa2S・9H2O等の水和物を加
熱して、脱水することによつて無水Na2Sを得る
方法は公知である(Kirk−Othmer
Encyclopedia of Chemical Techhology,2nd.
Ed.pp510〜515;米国特許2533163;The Merck
Index p.1242)。しかしながら、得られる無水
Na2Sは、水和物を強制的に脱水したものであ
り、水和物の結晶の形状を保持した骸晶Na2Sと
なり、比表面積が大きく酸化されやすいものとな
る。 問題点を解決するための手段 本発明者は、上記した如き現状に鑑みて、高純
度で取り扱いの容易な無水Na2Sを得るべく鋭意
研究を重ねてきた。その結果、97℃以上という高
温のNa2S水溶液を濃縮することにより、無水の
Na2Sが析出するという従来知られていない現象
を見出した。更にこの水溶液中に一定量の
NaOHを存在させる場合には、高純度の無水Na2
Sの単結晶を連続して形成することが可能となる
ことを見出し、ここに本発明を完成するに至つ
た。 即ち、本発明は、NaOHを2〜15重量%含有
する97℃以上の硫化ナトリウム水溶液から結晶を
析出することを特徴とする無水硫化ナトリウム単
結晶の製造法に係る。 Na2Sの各種水和物の溶解度曲線を第1図に示
す。第1図から判るように、97℃以上の水溶液か
らは、無水のNa2Sが晶析する。従つて、Na2
水溶液を97℃以上の温度に保持しつつ、該水溶液
はNa2Sの飽和濃度以上に濃縮することによつて
Na2Sが無水物として晶析することが判る。この
様な現象は、本発明者が新規に見出した現象であ
る。 Na2Sは水溶液中では、下記(1)式に従つて、
NaSH及びNaOHと平衡状態にある。また、
NaSHは、水溶液中では、下記(2)式に従つた平衡
状態にある。 NaSH+NaOHNa2S+H2O ……(1) NaOH+H2SNaSH+H2O ……(2) この両反応は、平衡反応であり、Na2Sが高濃
度の場合には、平衡が左辺に移行してNaSHや硫
化水素等が多量に生じる。之等の不純物が水溶液
中に多量に存在すると、錯塩やイオン対等が形成
され、またNa2Sの溶解度、イオン強度等の変化
が生じ、更にNa2Sの結晶構造中に不純物が組込
まれるなどして、Na2Sの純粋な単結晶を得難く
なる。 この様な現象を防止するために、Na2Sの晶析
時には、水溶液中にNaOHを2〜15重量%程度、
好ましくは、5〜10重量%程度存在させて、(1)式
の平衡状態を右辺に移行させ、水溶液中にNa2
を安定に存在させることが必要である。この様に
NaOHが過剰に存在する水溶液からは、無水Na2
Sを単結晶として連続的に形成させることができ
る。 本発明に於いて、Na2Sに晶析に用いるNa2
水溶液としては、特に限定なく、例えばNa2S・
9H2O等の水和物を溶解した水溶液を用いること
もできるが、NaSHとNaOHとを等モル量反応
させて得られるNa2S水溶液を用いることが好ま
しい。 水和物を溶解して用いる場合には、含有する結
晶水のために高濃度のNa2Sを直接得ることがで
きず、水溶液の濃縮が必要になるが、Na2Sは、
腐蝕性が強く濃縮時に熱交換機等の使用機材の損
傷が生じやすい。これに対して、NaSHと
NaOHを反応させてNa2Sを得る場合には、50重
量%以上の高濃度のNa2S水溶液を直接得ること
ができるので濃縮操作を簡略化することができる
点で有利である。 NaSHとNaOHとの反応は、常法に従つて、
水溶液中で行なえば良い。 Na2S水溶液中に不純物が存在する場合には、
Na2Sの純粋な単結晶を得難くなるのでNa2Sの
水溶液を調製した後、原料等に含まれるNa2
CO3、Na2SO3、チオ硫酸ソーダ等の不純物をで
きるだけ除去して、Na2Sの結晶中への不純物の
混入を避けることが必要である。このため、Na2
S水溶液を晶析層に送入する前に、沈澱物に送入
して生成する沈澱を過等の方法で除去すること
が好ましい。上記したような各種不純物は、Na2
Sの高濃度水溶液中では、溶解度が極めて低いの
で、沈澱層中で、Na2S水溶液を30重量%程度以
上の濃度で1〜5時間程度静置することによつて
不純物を析出させることができる。 Na2Sの水溶液を調製した後は、この水溶液を
晶析装置中に送入し濃縮して、Na2Sの単結晶を
晶析させる。晶析時の水溶液の温度は、97℃以上
とすることが必要であり、好ましくは、100〜120
℃程度とする。液温が97℃を下回ると各種の水和
物が生成して単結晶の無水Na2Sを得ることがで
きない。 単結晶のNa2Sを安定して形成させる為には、
晶析槽に送入する前に予めNa2Sの水溶液を97℃
以上の温度で1時間程度以上、好ましくは5時間
程度以上保持して溶液を安定しておくことが好ま
しい。このため、沈澱処理を行なう場合には、沈
澱槽での液温を97℃以上とすることが好ましい。 また、晶析時には、水溶液中にNaOHを2〜
15重量%程度、好ましくは5〜10重量%程度存在
させることが必要である。前記した(1)式から判る
ように、このように過剰のNaOHを存在させる
ことによつて、Na2Sの解離を押えることがで
き、NaSHの発生が抑制されて、単結晶の無水
Na2Sの形成が可能となる。NaOHは、Na2Sの
合成のための原料として添加する際に、予め
NaSHに対して過剰に添加しておいてもよく、或
いは、沈澱槽又は晶析槽において添加してもよ
い。 晶析槽におけるその他の操作条件は、特に限定
は無く、所定の温度範囲を保持しつつ、Na2S水
溶液を濃縮してNa2Sを析出させることのできる
条件であればよい。 晶析に用いる装置については、特に制限はな
く、各種の装置が使用可能であり、例えば流動層
型装置、攪拌層型装置等を使用することができる
が、Na2Sの粒度分布を均一にするためには、流
動層型装置を使用することが好ましい。 発明の効果 本発明の方法により、無水Na2S単結晶を簡単
に製造することができる。該Na2Sは、高純度で
あり、かつ潮解性、酸化性等が小さいものであつ
て、取り扱いの容易な高純度Na2Sとして、各種
の用途に使用し得るものである。 実施例 以下に、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。 実施例 1 濃度60%のNaSH水溶液毎時1200KgとNaOH
フレーク(純度98%)毎時525Kgとを、温度100℃
に保持した反応槽に導入して、反応を行ない、58
重量%のNa2S水溶液を得た。次いで、この水溶
液を100±2℃に保持した沈澱槽に導入して、析
出した微結晶を沈澱させ、上澄み液を晶析槽に送
つた。沈殿槽で析出した微結晶の沈殿は、過機
で別し、液は晶析槽に送った。 晶析槽としては、流動槽型の装置を使用し、保
有結晶量約3000Kg、滞留時間約3時間、滞留結晶
空間率約70%、温度106℃、真空度62torr、過飽
和濃度0.11重量%の条件で操作を行ない晶析槽中
のNaOH濃度は運転中常時チエツクして、5.0±
0.3%に保持した。蒸発量は、毎時500Kgであり、
高純度無水Na2Sの単結晶を毎時1000Kg分取し
た。 上記きた条件でNa2Sの合成を3回行なつた。
得られたNa2Sの分析結果を下記第1表に示す。
【表】 実施例 2 晶析槽における水溶液中のNaOHの量を8.2重
量%とする以外は、実施例1と同様にしてNa2
の晶析を行なつた。得られたNa2Sは、六面体等
軸晶の単結晶無水Na2Sであり、NaSHを全く含
有しない純度の高いものであつた。 比較例 1 晶析槽におけるNaOHの量を0.7重量%とする
以外は、実施例1と同様にしてNa2Sの晶析を行
なつた。得られたNa2Sは、NaSH含有量約2.72
%の純度の低いものであつた。 比較例 2 濃度70重量%のNaSH水溶液毎時980Kg及び65
重量%NaOH水溶液毎時715Kgを105±2℃に保
持した反応槽に導入して反応を行ない、Na2S水
溶液を得た。この水溶液を92℃の沈殿槽に送つて
沈殿した結晶を別した。 次いで、上澄み液を92℃の温度のまま加熱する
ことなく、実施例1で用いたものと同じ流動層型
の晶析槽に送り、Na2Sを晶析させた。晶析槽で
の操作条件は、温度108℃、真空度68torr、蒸発
速度毎時738Kg、遊離NaOH6.5重量%としたが、
晶析槽への送入時の液温が所定の温度より低かつ
たので、過飽和濃度が異常に大きくなり、無水
Na2Sの単結晶は得られず、結晶粒径の不均一な
凝集晶となり、含水結晶の混入が認められた。 そこで、沈殿槽の温度を105℃として操作を行
なつたところ、7時間程度経過した後、晶析槽に
おける過飽和度は、0.98%で安定し、粒径1.7mm
の六面体等軸晶系の良質な無水Na2S単結晶が毎
時907Kg得られた。この結晶中にはNaSHの混入
は認められなかつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、Na2Sの溶解度曲線を示すグラフで
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 NaOHを2〜15重量%含有する97℃以上の
    硫化ナトリウム水溶液から結晶を析出させること
    を特徴とする無水硫化ナトリウム単結晶の製造
    法。
JP62185277A 1987-07-23 1987-07-23 Sodium sulfide anhydrous single crystal and production thereof Granted JPS6428207A (en)

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